關于提高110kV變電站備自投動作成功率的探討

劉振海 劉成舉 胡章勇

（鄄城縣供電公司 山東 鄄城 274600）

0 引言

備自投裝置是電力系統為了提高供電可靠性而裝設的安全自動裝置,當工作電源因故障消失后,并且在備自投裝置整定時間(備自投裝置跳進線開關時間)范圍內重合閘未成功,備自投裝置將工作電源斷開,將備用電源投入工作。 隨著電網規模不斷擴大,為了保證供電的可靠性,進線備自投在110kV 電網中得到廣泛的應用。

1 備自投動作基本原理

如圖1 所示，1# 進線為主線路，2# 進線為備線路。正常運行方式為主線路1# 進線帶下面的母線； 當主線路1# 進線發生故障，1DL 跳閘時，備自投裝置將備線路2#進線通過2DL 投入運行，以保證正常供電。

圖1 備自投動作基本原理圖

2 備自投動作時間與線路重合閘的配合

在《3kV－110kV 電網繼電保護裝置運行整定規程》中指出:備自投裝置啟動后延時跳開工作電源,動作時間應大于本級線路電源側后備保護動作時間,需要考慮重合閘時,應大于本級線路電源側后備保護動作時間與線路重合閘時間之和。

在整定方案中優先考慮工作電源線路重合成功恢復供電,如果重合閘不成功備自投再動作。因此備自投裝置動作跳工作電源的時間整定值tzd 為：

tzd = tII+ tch1+tch2+Δt

其中: tII——本級線路電源側有靈敏度段保護動作時間;

tch1——電源側重合閘時間;

tch2——負荷側重合閘時間;

Δt——裕度。

如果備自投裝置動作跳工作電源的時間較短,不能躲過線路重合成功的時間,將導致環網運行,可能會對一次設備帶來沖擊。 此外,可以合理選擇線路重合閘的方式來避免線路重合閘和備自投裝置同時動作。 電源側開關的重合閘方式為檢母線有壓線路無壓,負荷側的重合閘方式為檢線路有壓母線無壓。 這樣如果備自投先于重合閘動作,母線有壓,重合閘條件不滿足,線路重合閘不出口,避免了線路重合閘和備自投裝置同時動作，從而提高了正確動作可靠性。

3 備自投裝置開關信號選取

大部分備自投裝置只需使用開關位置的一個常閉節點就可實現對該開關的監控。在以往的設計中，因線路、母聯保護裝置與備自投裝置都集中在繼保室， 為方便施工和控制成本， 常取保護裝置操作箱TWJ 繼電器接點，實現對開關機構箱的開關常閉接點的監控，這一方法較取安裝在開關場所的開關機構箱大大降低了施工量。 此外，眾多備自投裝置廠家圖紙在開關量輸入端都標注該開關量取自開關的TWJ 接點，這也是誤導設計人員取TWJ 接點的原因之一。

但是，當開關停電檢修，取下直流操作保險或直流電源失壓時，其原本勵磁的TWJ 重動繼電器會失磁返回， 備自投裝置檢測不到開關的真實位置，將引起備自投裝置的誤動或拒動。 另外，開關操作箱的TWJ 繼電器的動作回路往往串聯儲能接點， 當儲能機構儲能充足時，儲能接點才能接通TWJ 繼電器。 在開關機構儲能的時間內，備自投裝置檢測不到開關的分位信號，而閉鎖投備用開關信號會使事故擴大。 某供電局就發生類似事故：當時110kV 故障線路保護動作跳開兩側開關，一側變電站的保護重合閘重合不成功， 另一側變電站保護重合閘重合成功，其110kV 線路備自投裝置動作，再次跳開該線路，但未能投上另一條110kV 備用電源線路，造成多個110kV 失壓。 所以備自投裝置開關位置的接入應取開關機構箱的輔助接點， 這樣才能夠及時正確地反映開關的合分位狀態，從而保證備自投裝置的正確動作。

4 備自投裝置故障動作成功率低的要因及改進方法

4.1 備自投裝置故障的要因

經過對備自投裝置故障的認真統計和分析后，總結造成備自投裝置故障的主要因素有以下三點：

4.1.1 利用備自投裝置停用的機會，對各變電站備自投模擬各種故障進行試驗分析后發現：①在進線開關偷跳時，備自投會失敗，造成全站停電。②裝置無電流閉鎖，當PT 保險熔斷時，備自投裝置會誤動。以上均是備自投裝置邏輯程序不完善所造成的，嚴重威脅備自投的正常運行，直接影響備自投動作成功率，所以邏輯程序缺陷是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.1.2 在調試備自投裝置和處理缺陷異常時發現，部分調試人員對備自投的工作原理了解得不夠深入、細致，只能處理一些簡單問題，導致出現故障或異常后不能恢復正常運行的概率增加。應通過加強專業技能培訓來提高人員維護備自投裝置的水平，工作人員專業技能培訓力度不夠是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.1.3 現場工作人員遇有裝置方面的問題時，需要廠家提供準確合理地解釋，并及時提供備品備件。但是實際工作中往往協調配合不夠，致使備自投裝置故障，是造成備自投裝置動作成功率低的主要因素。

4.2 改進方法

4.2.1 根據各變電站的運行方式和實際情況，同廠家協商設計出合理完善的備自投邏輯圖，并相應地對邏輯程序進行修改，利用備自投停用的機會進行實施。

4.2.2 組織專業技能培訓，將基本理論和現場操作相結合，同時聘請專家進行現場專題講座。

4.2.3 與廠家建立長期合作機制，組織赴廠家實地進行學習調研。 平時增強與廠家的聯系，提前準備了備品備件，縮短了事故處理周期。

5 結束語

隨著電力系統的不斷完善和復雜，電網自動化和堅強程度要求日益提高，使得原來不太明顯的問題逐步顯現出來，需要我們在設計、施工、驗收、使用的各個環節更進一步全面化和精細化，要充分地考慮電網運行的實際要求，加強對備自投的分析研究，保證備自投裝置的可靠動作和電網的安全穩定運行。 變電站備自投動作成功率的提高，保證了電源不問斷供電，防止事故的擴大和升級，同時大大提高了對用戶的供電可靠性，由此帶來的直接和間接經濟效益、社會效益是不可估量的。